토코페롤
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1. 개요
토코페롤은 비타민 E의 한 종류로, α, β, γ, δ의 네 가지 형태로 존재하며, 화학 구조와 메틸기의 위치에 따라 구분된다. 토코페롤은 항산화 작용을 하며, 세포막을 보호하는 역할을 한다. 식품 첨가물로도 사용되며, E306, E307, E308, E309 등의 E 번호로 표시된다. α-토코페롤은 인체에서 우선적으로 흡수되며, 비타민 E의 활성을 나타내는 국제단위(IU)의 기준이 된다. 토코페롤 결핍은 드물지만, 신경계 문제, 빈혈 등을 유발할 수 있다. 건강기능식품으로도 섭취 가능하며, 합성 비타민 E와 천연 비타민 E가 있다. 다양한 건강 관련 연구가 진행되었으며, 노화 관련 황반변성, 알츠하이머병, 암, 백내장, 심혈관 질환 등에 대한 영향이 연구되고 있다. 과다 섭취 시 부작용이 있을 수 있으며, 특정 약물과의 상호작용에 주의해야 한다.
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토코트리에놀은 토코페롤과 유사한 구조를 가진 비타민 E의 한 종류로, 콜레스테롤 저하 및 항암 특성이 밝혀져 생물학적 중요성이 부각되고 있으며 쌀겨 기름과 팜 오일 등에서 얻을 수 있고 항산화 효과와 염증 개선 가능성이 연구되고 있다. - 메로터페노이드 - 필로퀴논
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토코페롤 | |
---|---|
종류 | 알파-토코페롤 베타-토코페롤 감마-토코페롤 델타-토코페롤 |
개요 | |
설명 | 토코페롤은 비타민 E 활성을 갖는 다양한 페놀성 항산화 화합물의 일종이다. |
역할 | 세포막에서 자유 라디칼을 제거하여 산화적 손상을 방지하는 역할 |
화학 구조 | |
구조 | 크로마놀 고리 구조를 가지고 있으며, 메틸기가 부착된 다양한 형태를 가짐 |
형태 | |
주요 형태 | 알파-토코페롤 (α-tocopherol) 베타-토코페롤 (β-tocopherol) 감마-토코페롤 (γ-tocopherol) 델타-토코페롤 (δ-tocopherol) |
차이점 | 크로마놀 고리에 메틸기 위치와 수에 따라 다름 |
생물학적 활성 | |
비타민 E 활성 | 토코페롤은 비타민 E 활성을 가지며, 그중 α-토코페롤이 가장 높은 활성을 나타냄 |
항산화 작용 | 지질 과산화를 억제하고 세포를 보호 |
섭취 및 공급원 | |
주요 공급원 | 식물성 기름 (콩기름, 옥수수기름, 해바라기씨유 등) 견과류 씨앗류 녹색 채소 |
섭취량 | 북미 지역: 감마-토코페롤 섭취량이 알파-토코페롤보다 2~4배 높음 유럽 지역: 알파-토코페롤 섭취량이 감마-토코페롤보다 높음 |
건강 관련 | |
관련 연구 | 감마-토코페롤은 특정 질병 예방에 잠재적 효과가 있다는 연구가 진행 중 |
참고 자료 | |
참고 자료 | Dictionary.com 토코페롤 Wagner KH, Kamal-Eldin A, Elmadfa I. Gamma-tocopherol--an underestimated vitamin?. Annals of Nutrition & Metabolism. 2004;48(3):169-88 |
2. 종류
비타민 E는 크게 토코페롤(tocopherol)과 토코트리에놀(tocotrienol)의 두 가지 그룹으로 나뉘며, 각각 4가지 형태(α, β, γ, δ)로 존재한다. 이들은 화학 구조, 특히 크로만 고리에 붙은 메틸기의 위치와 수에 따라 구분된다.
각 토코페롤의 구조는 다음과 같다.
토코트리에놀은 토코페롤과 구조는 동일하나, 소수성 측쇄에 세 개의 이중 결합이 있는 점이 다르다.
2. 1. 토코페롤 (Tocopherol)
비타민 E는 크로만 고리와 하이드록실기를 가지고 있으며, 이 하이드록실기는 수소 원자를 제공하여 환원 반응을 통해 자유 라디칼을 제거한다. 또한 소수성 측쇄를 가지고 있어 생체막에 침투할 수 있다. 토코페롤과 토코트리에놀 모두 α(알파), β(베타), γ(감마), δ(델타) 형태로 존재하며, 이는 크로마놀 고리에 있는 메틸기의 수와 위치에 따라 결정된다.토코페롤은 포화된 피틸 꼬리를 가지는 비타민 E 형태로, α, β, γ, δ 네 가지 형태로 존재한다. 각 형태는 서로 다른 생물학적 활성을 가진다.[3][4] 일반적으로 토코트리에놀의 비천연 l-이성질체는 거의 모든 비타민 활성이 없으며, 토코페롤의 가능한 8가지 입체이성질체 중 절반(고리-꼬리 연결부에서 2S 키랄성을 가진 것들) 또한 비타민 활성이 없다. 활성을 유지하는 입체 이성질체 중에서는 메틸화가 증가할수록, 특히 알파 형태로 완전 메틸화될수록 비타민 활성이 증가한다.
식품 첨가물로서 토코페롤은 '''E306'''(토코페롤), '''E307'''(α-토코페롤), '''E308'''(γ-토코페롤), '''E309'''(δ-토코페롤)와 같은 E 번호로 표시된다. 이들은 모두 미국,[5] EU,[6] 호주와 뉴질랜드[7]에서 항산화제로 사용이 승인되었다.
2. 1. 1. α-토코페롤 (α-Tocopherol)
α-토코페롤(α-Tocopherol)은 인체에서 우선적으로 흡수되고 축적되는 비타민 E의 한 형태이다.[8] "비타민 E" 활성의 측정 단위인 국제단위(IU)는 임신한 랫드에서 유산 방지를 통해 생식력을 향상시키는 α-토코페롤을 기준으로 측정한다.기름에서 가장 흔한 비타민 E 형태는 단일 메틸화된 ddd-γ-토코페롤이지만, 랫드는 이 형태를 α-토코페롤로 메틸화할 수 있다는 증거가 있다. 몇 세대에 걸친 랫드가 γ-토코페롤만 섭취해도 α-토코페롤 조직 수치를 유지했기 때문이다.
α-토코페롤은 세 개의 입체중심이 있어 카이랄 분자이다.[20] α-토코페롤의 여덟 가지 입체이성질체는 이러한 입체중심 주위의 그룹 배열이 다르다. ''RRR''-α-토코페롤은 세 개의 입체중심 모두 ''R'' 형태이다. 그러나 세 개의 입체중심 중 가운데 하나가 변경되면(수소가 아래쪽을 가리키고 메틸기가 위쪽을 가리키도록) ''RSR''-α-토코페롤 구조가 된다. 이러한 입체이성질체는 입체중심이 ''d'' 또는 ''l'' 형태인 다른 명명법으로도 불릴 수 있다.[18]
토코페롤 1 IU는 ''RRR''-α-토코페롤(이전에는 d-α-토코페롤 또는 ddd-α-토코페롤이라고도 함) ⅔밀리그램으로 정의된다. 1 IU는 또한 여덟 가지 입체이성질체의 균등 혼합물 1밀리그램으로 정의되며, 이는 ''all-rac''-α-토코페릴 아세테이트라고 하는 라세미 혼합물이다.
2. 1. 2. β-토코페롤 (β-Tocopherol)
β-토코페롤은 R1 위치에 메틸기(Me), R2 위치에 H, R3 위치에 메틸기(Me)를 가지고 있다. 알파-토코페롤과 비교하면 R2 위치에 메틸기 대신 수소가 붙어 있어 메틸기가 하나 적다.2. 1. 3. γ-토코페롤 (γ-Tocopherol)
γ-토코페롤은 α-토코페롤과 메틸기(Me)의 위치가 다르다. γ-토코페롤은 R1 위치에 H를, R2와 R3 위치에 메틸기(Me)를 가진다. 한국인이 주로 섭취하는 참기름, 콩기름 등에 많이 함유되어 있다.
2. 1. 4. δ-토코페롤 (δ-Tocopherol)
δ-토코페롤은 R1, R2 위치에 H가, R3 위치에 Me가 붙어있는 형태이다.
2. 2. 토코트리에놀 (Tocotrienol)
토코트리에놀은 비타민 E 계열에 속하며, 토코페롤과 유사한 구조를 가지지만 몇 가지 차이점이 있다. 토코트리에놀은 토코페롤과 마찬가지로 α(알파), β(베타), γ(감마), δ(델타)의 네 가지 형태로 존재하며, 크로만 고리에 붙은 메틸기의 위치와 개수에 따라 구분된다. 하지만 토코트리에놀은 소수성 꼬리 부분에 3개의 이중 결합을 가지고 있는 불포화된 구조를 가지고 있다는 점에서 토코페롤과 다르다. 이러한 구조적 차이로 인해 토코트리에놀은 단 하나의 입체이성질체 탄소만을 가지게 된다.[9]토코트리에놀은 네 가지 천연 2' d-이성질체를 가지고 있다(2' 고리-꼬리 위치에만 스테레오이성질체 탄소를 가짐). d-α-, d-β-, d-γ-, d-δ-토코트리에놀은 메틸화 감소 순서대로 나열된 네 가지 토코트리에놀이며, 네 가지 토코페롤에 해당하는 구조를 가진다. 그러나 토코트리에놀은 탄화수소 꼬리를 형성하는 세 개의 이소프렌 단위 각각에 불포화 결합이 있는 반면, 토코페롤은 포화 피틸 꼬리를 가지고 있다(토코페롤의 피틸 꼬리는 토코트리에놀에는 없는 이 분자에서 2개의 스테레오이성질체 부위를 더 가능하게 함). 토코트리에놀은 토코페롤에 비해 연구가 덜 진행되었다.[9]
3. 기능 및 권장 섭취량
비타민 E는 세포막의 산화를 막는 항산화제 역할을 하며, 활성 산소로부터 세포를 보호한다. 토코페롤은 지용성이므로 세포막에 통합되어 산화적 손상으로부터 보호된다.
한국 성인의 비타민 E 권장 섭취량은 10mg α-TE/일 (15 IU)이다. 그러나 한국인의 식습관을 고려할 때, 실제 섭취량은 권장량에 미치지 못하는 경우가 많다. 미국의 경우 성인의 비타민 E 권장 섭취량(RDA)은 하루 15mg이며,[64] 비타민 E 보충제는 식사와 함께 섭취할 때 가장 잘 흡수된다.[12] 미국 의학연구소는 비타민 E의 상한 섭취량(UL)을 하루 1,000mg(1,500 IU)으로 설정했고,[13] 유럽식품안전청은 UL을 하루 300mg α-토코페롤 당량으로 설정했다.[14]
비타민 E의 다양한 형태는 생물학적 활성이 다르므로, α-토코페롤 당량(α-TE)으로 환산하여 섭취량을 계산한다.[3] 1 α-TE는 흡수-임신 시험에서 1mg의 (천연) d-α-토코페롤의 생물학적 활성으로 정의된다. FAO 등의 목록에 따르면, β-토코페롤은 0.5, γ-토코페롤은 0.1, α-토코트리에놀은 0.3을 곱해야 한다.[3] 국제단위(IU)는 0.67을 곱하여 α-TE로 환산한다.[15]
3. 1. 작용 기전
토코페롤은 라디칼 소거제로, 자유 라디칼을 소멸시키기 위해 수소 원자(H)를 제공한다. 토코페롤의 O-H 결합 에너지는 323kJ/mol로, 대부분의 다른 페놀보다 약 10% 약하다.[10] 이 약한 결합 덕분에 비타민은 과산화 라디칼 및 기타 자유 라디칼에 수소 원자를 제공하여 그들의 손상 효과를 최소화한다. 이렇게 생성된 토코페릴 라디칼은 비교적 반응성이 낮지만, 비타민 C와 같은 수소 공여체와의 산화환원 반응을 통해 토코페롤로 되돌아간다.[11] 토코페롤은 지용성이므로 세포막에 통합되어 산화적 손상으로부터 보호된다.3. 2. 한국인의 비타민 E 섭취
한국 성인의 비타민 E 권장 섭취량은 10mg α-TE/일 (15 IU)이다. 그러나 한국인의 식습관을 고려할 때, 실제 섭취량은 권장량에 미치지 못하는 경우가 많다. 미국의 경우 성인의 비타민 E 권장 섭취량(RDA)은 하루 15mg이며,[64] 비타민 E 보충제는 식사와 함께 섭취할 때 가장 잘 흡수된다.[12] 미국 의학연구소는 비타민 E의 상한 섭취량(UL)을 하루 1,000mg(1,500 IU)으로 설정했고,[13] 유럽식품안전청은 UL을 하루 300mg α-토코페롤 당량으로 설정했다.[14]3. 3. α-토코페롤 당량 (α-TE)
비타민 E의 다양한 형태는 생물학적 활성이 다르므로, α-토코페롤 당량(α-TE)으로 환산하여 섭취량을 계산한다.[3] 1 α-TE는 흡수-임신 시험에서 1mg의 (천연) d-α-토코페롤의 생물학적 활성으로 정의된다. FAO 등의 목록에 따르면, β-토코페롤은 0.5, γ-토코페롤은 0.1, α-토코트리에놀은 0.3을 곱해야 한다.[3] 국제단위(IU)는 0.67을 곱하여 α-TE로 환산한다.[15]4. 결핍
비타민 E 결핍은 드물며, 거의 모든 경우 비타민 E가 부족한 식단보다는 기저 질환에 의해 발생한다.[13]
4. 1. 결핍 증상
비타민 E 결핍증은 드물게 나타나며, 식단 문제보다는 기저 질환 때문에 발생하는 경우가 대부분이다.[13] 비타민 E 결핍은 신경 전달을 저하시켜 소뇌척수성 운동실조증, 근병증 등 신경계 문제를 일으킨다.[18] 또한 적혈구가 산화적으로 손상되어 빈혈이 생길 수도 있다.5. 건강기능식품
시판되는 비타민 E 보충제는 몇 가지 형태로 분류할 수 있다. 가장 저렴하고 일반적인 형태는 완전 합성 비타민 E인 "dl-α-토코페롤"이며, 보통 아세테이트 에스터 형태로 판매된다. 반합성 "천연 공급원" 비타민 E 에스터는 정제와 종합 비타민에 사용되는 형태로, 고도로 분획된 d-α-토코페롤 또는 그 에스터이다. 이는 종종 식물성 기름에서 추출한 감마 및 베타 d,d,d 토코페롤영어 비타머의 합성 메틸화를 통해 만들어진다. 덜 분획된 "천연 혼합 토코페롤" 및 고농도 d-γ-토코페롤 분획 보충제도 있다.
제조업체는 비타민의 페놀 형태(유리 하이드록실기 포함)를 아세트산 또는 숙신산을 사용하여 에스터로 전환하기도 한다. 이러한 토코페릴 에스터는 더 안정적이며 비타민 보충제에 사용하기 쉽다. α-토코페릴 에스터는 장에서 탈에스터화된 다음 유리 토코페롤로 흡수된다.[22][23] 토코페릴 니코티네이트, 토코페릴 리놀레이트, 토코페릴 팔미테이트 에스터는 화장품과 일부 의약품에도 사용된다.
미국에서 판매되는 혼합 토코페롤은 다른 천연 R,R,R-토코페롤을 무게 대비 최소 20% 이상 함유해야 한다.
5. 1. 합성 비타민 E
합성 비타민 E는 "dl-α-토코페롤" 형태로 가장 흔하게 판매되며, 보통 아세테이트 에스터(ester) 형태이다. 이는 완전 합성된 형태로, 8가지 입체이성질체의 혼합물이다.[19] 이 혼합물 중 12.5%만이 천연 형태인 ''RRR''-α-토코페롤이다.8가지 이성질체의 ''전부 라세미'' 비타민 E는 라벨에 '''dl-토코페롤''' 또는 '''dl-토코페릴 아세테이트'''로 간단하게 표시된다.
합성 ("dl-α") 형태는 천연 ddd-α ("d-α") 토코페롤 형태만큼 활성이 높지 않다. 이는 주로 첫 번째 입체 중심에서 나타나는 네 가지 가능한 입체 이성질체(SRR, SRS, SSR 및 SSS)의 비타민 활성이 감소되었기 때문이다.[20] 이론적으로 합성 전부 라세미 α-토코페롤은 사람에게서 RRR-α-토코페롤의 약 절반의 비타민 활성을 가진다. 랫드 실험에서는 8가지 입체 이성질체 라세미 혼합물과 천연 비타민의 활성 비율이 1:1.36으로 나타났다.[21]
제조업체는 비타민의 페놀 형태를 아세트산 또는 숙신산을 사용하여 에스터로 전환하기도 한다. 이러한 토코페릴 에스터는 더 안정적이며, α-토코페릴 아세테이트가 대표적이다. α-토코페릴 에스터는 장에서 탈에스터화된 다음 유리 토코페롤로 흡수된다.[22][23]
5. 2. 천연 비타민 E
천연 비타민 E는 ''RRR''-α-토코페롤 형태로, 이전에는 d-α-토코페롤 또는 ddd-α-토코페롤이라고 불렸다. 주로 식물성 기름 등에서 추출되며, 정제 및 종합 비타민에 사용되는 "천연 공급원" 형태이다.[20] 천연 α-토코페롤은 RRR-α (또는 ddd-α) 형태이며, 합성 ("dl-α") 형태보다 활성이 더 높다. 이는 첫 번째 입체 중심에서 나타나는 네 가지 가능한 입체 이성질체 중 SRR, SRS, SSR 및 SSS 입체 이성질체의 비타민 활성이 감소되었기 때문이다.[20] 반면 천연 R 배열을 2' 입체 중심에서 가지지만, 꼬리의 다른 중심 중 하나에서 S 배열을 가진 세 가지 비천연 "2R" 입체 이성질체(RSR, RRS, RSS)는 α-토코페롤 전달 단백질에 의해 인식되어 혈장에 유지되므로 상당한 RRR 비타민 활성을 유지한다.[20]5. 3. 혼합 토코페롤
미국에서 판매되는 혼합 토코페롤은 다른 천연 R,R,R-토코페롤을 무게 대비 최소 20% 이상 함유하고 있다. 즉, R,R,R-α-토코페롤 함량에 더하여 R,R,R-β-, R,R,R-γ-, R,R,R-δ-토코페롤을 최소 25% 이상 함유해야 한다.일부 브랜드는 다른 토코페롤을 무게 대비 20.0% 이상, 그리고 측정 가능한 토코트리에놀을 함유할 수 있다. γ-토코페롤 함량이 높은 일부 혼합 토코페롤은 "고농도 감마-토코페롤"로 판매된다. 라벨에는 R,R,R-α-토코페롤을 제외하고 각 성분의 함량을 mg 단위로 표기해야 하지만, R,R,R-α-토코페롤은 여전히 국제단위(IU)로 표기될 수 있다. 혼합 토코페롤은 다른 영양 보충제에서도 발견될 수 있다.
6. 건강 관련 연구
비타민 E는 인체 건강에 미치는 영향에 대해 다양한 연구가 진행되어 왔다. 무작위 대조 시험(RCT)을 포함한 관찰 연구와 실험 연구를 통해 식이 섭취량, 혈청 농도와 질병 위험 간의 관계를 조사한다.[24] 그러나 관찰 연구 결과와 실험 연구 결과가 항상 일치하는 것은 아니며, 이는 연구 설계 외 다른 요인들이 작용할 수 있음을 시사한다.[25] 예를 들어, 비타민 E 함량이 높은 식단에는 다른 영양소나 폴리페놀과 같은 비영양소 화합물이 더 많이 포함되어 있을 수 있다.[26] 또한, 관찰 연구에서는 주로 식품을 통한 비타민 E 섭취를 다루는 반면, 전향적 무작위 대조 시험에서는 고용량의 합성 dl-α-토코페롤을 사용하는 경우가 많아 결과 해석에 주의가 필요하다.[13]
미국에서는 비타민 E 건강기능식품의 인기가 2000년경 정점에 달했지만, 이후 비타민 E 보충제의 효과에 대한 부정적인 연구 결과들이 발표되면서 사용량이 감소하는 추세를 보였다.[27] 미국 군대 내 비타민 처방 추적 결과에서도 비타민 E 처방은 감소한 반면, 비타민 C와 비타민 D 처방은 유지되거나 증가했다.[28] 또한, 비타민 E 판매량도 2000년에서 2006년 사이에 50% 감소했는데, 이는 고용량 비타민 E가 모든 원인에 의한 사망률을 증가시킨다는 메타 분석 결과의 영향으로 분석된다.[29][30]
비타민 E는 항산화 작용을 하는 것으로 알려져 있으며, 만성 산화 스트레스를 가진 사람들을 대상으로 한 연구에서 고용량(1600 IU/일 및 3200 IU/일)에서 혈장 F2-이소프로스테인(유리 라디칼 매개 지질 과산화의 바이오마커)을 유의미하게 낮추는 효과가 나타났다.[35]
6. 1. 노화 관련 황반변성 (AMD)
2017년에 발표되어 2023년에 업데이트된 코크레인 리뷰에서는 연령 관련 황반변성(AMD)의 진행 속도를 늦추기 위한 항산화 비타민 및 미네랄 보충제에 대한 연구 중 비타민 E 관련 임상 시험은 단 하나만 확인되었다.[31] 해당 시험에서는 이미 질병 진단을 받은 사람들을 대상으로 α-토코페롤(500IU/일)을 위약과 4년간 비교했으며, AMD 진행에 대한 효과는 없다고 보고했다.[31] 같은 해 같은 저자들이 수행한 또 다른 코크레인 리뷰에서는 α-토코페롤이 AMD 발생을 예방하는 효과에 대한 문헌을 검토했다. 이 리뷰에서는 4~10년 기간의 임상 시험 4건을 확인했으며, AMD 발생 위험에 대한 변화는 없다고 보고했다.[32] AREDS로 알려진 대규모 임상 시험에서는 베타카로틴(15 mg), 비타민 C(500 mg), α-토코페롤(400IU)을 최대 10년간 위약과 비교했으며, 항산화제 조합이 진행 속도를 상당히 늦춘다는 결론을 내렸다. 그러나 비타민 E만을 투여받은 그룹이 없었기 때문에, 비타민 E의 효과에 대한 기여도는 결론을 내릴 수 없었다.[33]6. 2. 알츠하이머병
알츠하이머병(AD, Alzheimer's disease)과 혈관성 치매는 나이가 들면서 발생하는 뇌 기능 저하의 흔한 원인이다.[36] 알츠하이머병은 시간이 지남에 따라 악화되는 만성 신경퇴행성 질환이다.[37] 이 질병 과정은 뇌 속에 노인반(Senile plaques)과 신경섬유 엉킴(Neurofibrillary tangle)이 생기는 것과 관련이 있다.[38] 혈관성 치매는 전뇌동맥(anterior cerebral artery) 영역, 두정엽(parietal lobe), 대상회(cingulate gyrus)를 포함한 여러 뇌 영역에 영향을 미치는 허혈성 또는 출혈성 뇌경색(infarct)으로 인해 발생할 수 있다.[39] 두 가지 유형의 치매가 동시에 나타날 수도 있다. 비타민 E 상태(및 다른 항산화 영양소의 상태)는 알츠하이머병과 혈관성 치매의 위험에 영향을 미칠 수 있다고 추측된다. 식이 섭취 연구에 대한 검토에 따르면 식품으로부터의 비타민 E 섭취량이 많을수록 알츠하이머병 발생 위험이 24% 감소하는 것으로 나타났다.[40] 두 번째 검토에서는 혈청 비타민 E 수치를 조사했으며, 건강한 사람들과 비교했을 때 알츠하이머병 환자의 혈청 비타민 E 수치가 더 낮은 것으로 나타났다.[41] 2017년 영국 정신약리학회(British Association for Psychopharmacology)의 합의 성명에는 추가 정보가 있을 때까지 알츠하이머병의 치료 또는 예방을 위해 비타민 E를 권장할 수 없다는 내용이 포함되어 있다.[42]6. 3. 암
비타민 E 섭취와 신장암,[42] 방광암,[43] 폐암[44]의 위험 감소 간의 상관관계를 보여주는 관찰 연구 결과들이 있었다. 비타민 E 섭취량이 가장 낮은 그룹과 가장 높은 그룹을 비교했을 때, 상대적 위험 감소는 평균 16~19%였다. 그러나 이러한 연구 결과는 전향적 연구를 통해 확인할 필요가 있다고 언급되었다.[42][43][44]무작위 대조 시험(RCT)에서 α-토코페롤을 식이 보충제로 투여한 결과는 관찰 연구와는 달랐다. 하루 400 IU의 α-토코페롤을 투여한 RCT는 방광암 위험을 감소시키지 못했다.[45] 남성 흡연자의 경우, 하루 50mg은 폐암 발생에 영향을 미치지 않았다.[46] 대장암에 대한 RCT 검토는 통계적으로 유의미한 위험 감소가 없다고 보고했다.[47] 남성 흡연자에게 하루 50mg을 투여했을 때는 전립선암 위험을 32% 감소시켰지만,[48] 대부분 비흡연자로 구성된 다른 시험에서는 하루 400 IU가 위험을 17% 증가시켰다.[49] 평균 10.1년 동안 번갈아 가며 플라시보 또는 600 IU의 천연 비타민 E를 섭취한 여성의 경우, 유방암, 폐암 또는 대장암에 대한 유의미한 차이가 없었다.[50]
미국 식품의약국(Food and Drug Administration)은 비타민 E가 신장암, 방광암 및 대장암 위험을 줄일 수 있다는 제품 라벨 표기를 허용하지만, "FDA는 이 주장에 대한 과학적 증거가 거의 없다고 결론지었습니다."라는 문구를 포함해야 한다고 규정했다.[51] 유럽식품안전청(European Food Safety Authority, EFSA)은 비타민 E와 암 예방에 대한 어떠한 주장도 평가하지 않았다.
6. 4. 백내장
2015년 메타분석에 따르면, 혈청 토코페롤 수치를 보고한 연구에서 혈청 농도가 높을수록 연령 관련 백내장(ARC, Age-related Cataracts)의 상대 위험도가 23% 감소하는 것으로 나타났으며, 이러한 효과는 피질성 또는 후낭하 백내장이 아닌 핵 백내장의 차이 때문인 것으로 밝혀졌다. 연령 관련 백내장은 크게 세 가지 유형(핵성, 피질성, 후낭하 백내장)으로 분류된다.[52] 그러나 이 논문과 α-토코페롤 보충제의 임상 시험을 보고한 두 번째 메타분석에서는 위약과 비교했을 때 연령 관련 백내장 위험에 통계적으로 유의미한 변화가 없다고 보고했다.[52][53]6. 5. 심혈관 질환
비타민 E가 심혈관 질환에 미치는 영향에 대한 연구 결과는 서로 엇갈린다.[54] 비타민 E가 풍부한 식품 섭취와 높은 알파-토코페롤 혈청 농도는 심혈관 질환과 역의 상관관계를 보였다.[54] 거의 9만 명의 건강한 간호사들을 8년 동안 추적 관찰한 대규모 관찰 연구에서는 비타민 E 섭취량이 가장 많은 5분위 그룹이 가장 적은 5분위 그룹에 비해 주요 관상동맥 질환 위험이 34% 낮았다.[55] 그러나 비타민 E 섭취량이 높은 식단이 심장 건강에 좋은 다른 성분을 더 많이 포함하거나, 이러한 식단을 선택하는 사람들이 다른 건강한 생활 습관을 가졌을 가능성도 있다.[54][55]일부 무작위 대조 시험(RCT) 결과는 긍정적이다. 다른 항산화 영양소 없이 알파-토코페롤 보충제를 섭취했을 때 심장마비 위험이 18% 감소했다는 메타 분석 결과가 보고되었다.[56] 그러나 모든 개별 시험에서 결과가 일치하지는 않았다. 예를 들어, 의사 건강 연구 II에서는 8년 동안 격일로 400 IU를 섭취했을 때 심장마비, 뇌졸중, 관상동맥 사망률 또는 모든 원인에 의한 사망률에 대한 이점이 나타나지 않았다.[57] 2011년에 발표된 비타민 E 보충제가 뇌졸중 발생률에 미치는 영향에 대한 요약에서는 뇌졸중 위험 또는 허혈성 뇌졸중, 출혈성 뇌졸중, 치명적 뇌졸중 또는 비치명적 뇌졸중에 대한 하위 분석에서 비타민 E와 위약 간에 유의미한 이점이 없었다.[58]
2001년 미국 식품의약국(FDA)은 비타민 E와 심혈관 건강에 대한 건강 관련 주장을 거부했다.[59] 미국 국립보건원(NIH) 역시 비타민 E 보충제의 정기적인 사용이 심혈관 질환을 예방하거나 그로 인한 질병률과 사망률을 감소시킨다는 것을 뒷받침할 충분한 증거가 없다고 결론지었다.[13] 2010년 유럽식품안전청(EFSA)은 비타민 E 섭취와 정상적인 심장 기능 또는 정상적인 혈액 순환 유지 사이에 인과 관계가 있다는 주장을 검토하여 거부했다.[60]
6. 6. 임신
임신 중 항산화 비타민을 영양제로 섭취하면 이점이 있다는 주장이 제기되었다. 임산부에게 비타민 E와 비타민 C를 함께 보충한 경우, 21건의 임상 시험에 대한 코크란 검토 결과 비타민 E 보충제(대부분의 시험에서 α-토코페롤 400 IU/일 및 비타민 C 1000mg/일)가 사산, 신생아 사망, 조산, 자간전증 또는 기타 산모 또는 유아 결과의 위험을 줄이는 데 효과적이라는 것을 뒷받침하는 데이터는 없다는 결론을 내렸다. 이는 건강한 여성과 임신 합병증 위험이 있는 여성 모두에게 해당된다.[61] 이 검토에서는 비타민 C와 함께 보충하지 않고 비타민 E만 보충한 소규모 시험 3건만 확인되었다. 이러한 시험 중 어떤 것도 임상적으로 의미 있는 정보를 보고하지 않았다.[61]6. 7. 국소 사용
비타민 E는 국소용 약물로 널리 사용되고 있으며, 상처 치유 개선 및 흉터 조직 감소 효과를 주장하는 경우가 많지만, 여러 검토 결과 이러한 주장을 뒷받침할 충분한 증거가 없다는 결론을 반복적으로 내리고 있다.[62][63]7. 부작용 및 약물 상호작용
비타민 E는 일반적으로 안전하다고 알려져 있지만, 과다 섭취할 경우 부작용이 나타날 수 있다. 그러나 식품으로 섭취하는 α-토코페롤, 기타 토코페롤, 토코트리에놀 등 식이성 비타민 E 성분은 약물과의 상호작용을 일으키지 않는 것으로 나타났다.
7. 1. 부작용
미국 식품영양위원회는 고용량에서 출혈을 보이는 동물 모델을 바탕으로 일일 허용 섭취량 상한(Tolerable upper intake level, UL)을 1,000mg(1,500 IU)으로 설정했다.[64] 유럽식품안전청도 같은 안전성 문제를 검토하여 UL을 1일 300mg으로 설정했다.[14] 장기 임상시험의 메타 분석 결과, α-토코페롤만을 보충제로 사용했을 때 모든 원인에 의한 사망률이 2% 증가했지만 통계적으로 유의미하지 않았다.[65] 또 다른 메타 분석에서는 α-토코페롤만을 보충제로 사용했을 때 모든 원인에 의한 사망률이 1% 증가했지만 통계적으로 유의미하지 않았다. 하위 분석 결과, 천연(식물 추출) 또는 합성 α-토코페롤, 또는 사용량이 400 IU/일 미만이거나 초과하는 경우에도 차이가 없었다.[66] 토코페릴 리놀레에이트 및 토코페롤 아세테이트와 같은 비타민 E 유도체를 함유한 스킨케어 제품 사용으로 인한 비타민 E 유발 알레르기 접촉성 피부염이 보고되고 있다. 하지만 광범위한 사용에도 불구하고 발생률은 낮다.[67]7. 2. 약물 상호작용
α-토코페롤을 건강기능식품으로 하루 300mg을 초과하여 섭취할 경우 아스피린(aspirin), 와파린(warfarin), 탐옥시펜(tamoxifen), 사이클로스포린 A(cyclosporine A)와 상호작용하여 기능에 변화를 줄 수 있다.[13][68] 고용량의 비타민 E는 아스피린과 와파린의 항응고 작용을 증강시킬 수 있다.[13][68] 하루 400mg의 비타민 E는 항암제인 탐옥시펜의 혈중 농도를 감소시킨다는 소규모 연구 결과가 있다. 여러 임상시험에서 비타민 E는 면역억제제인 사이클로스포린 A의 혈중 농도를 낮추었다.[68]미국 국립보건원(NIH) 식이보충제 사무소는 비타민 E 병용 투여가 항암 방사선 치료 및 특정 종류의 화학요법 작용 메커니즘을 상쇄할 수 있다는 우려를 제기하며, 이러한 환자에게는 비타민 E 사용을 권장하지 않는다. 인용된 자료에서는 치료 부작용이 감소한 사례가 보고되었지만, 암 생존율이 더 낮아져 치료 목적의 산화적 손상으로부터 종양이 보호받을 가능성이 제기되었다.[13]
8. 합성
천연 d-α-토코페롤은 종자유에서 추출 및 정제하거나, γ-토코페롤을 추출, 정제, 메틸화하여 만들 수 있다.[69] 산업적으로 합성된 dl-α-토코페롤은 톨루엔과 2,3,5-트리메틸-하이드로퀴논의 혼합물을 이소피톨과 반응시켜 염화수소 기체를 촉매로 사용하는 철의 존재 하에 all-rac-α-토코페롤을 합성하여 만든다. 얻어진 반응 혼합물은 여과하고 수성 가성소다로 추출한다. 톨루엔은 증발에 의해 제거되고 잔류물(all-rac-α-토코페롤)은 진공 증류에 의해 정제된다.[69] 원료의 규격은 순도 97% 이상이다.[69] 이 합성 dl-α-토코페롤은 d-α-토코페롤의 약 50%의 효능을 가지고 있다.[69] 사람이나 사육 동물을 위한 식이 보충제 및 강화 식품 제조업체는 에스터 형태가 화학적으로 더 안정적이고 더 긴 유통 기한을 제공하기 때문에 비타민의 페놀 형태를 아세트산 또는 숙신산을 사용하여 에스터로 전환한다. 에스터 형태는 장에서 탈에스터화되어 유리 α-토코페롤로 흡수된다.
9. 역사
1922년, 허버트 맥린 에번스(Herbert McLean Evans)는 쥐를 이용한 사육 실험을 통해 비타민 B와 비타민 C 외에도 알려지지 않은 비타민이 존재한다는 결론을 내렸다.[70] 다른 영양소는 모두 충분했지만, 쥐들은 번식력이 없었다. 이러한 상태는 밀배아를 추가로 먹임으로써 변화시킬 수 있었다. 밀배아에서 이 물질을 분리하고 화학식 C29H50O2를 결정하는 데는 1936년까지 몇 년이 걸렸다. 에번스는 또한 이 화합물이 알코올(alcohol)과 같은 반응을 보인다는 것을 발견하고, 산소 원자 중 하나가 OH(히드록실기)의 일부라는 결론을 내렸다. 이 비타민은 에번스에 의해 '새끼를 낳다'를 의미하는 그리스어에서 유래했으며, 알코올임을 나타내는 '-ol'이 추가되었다.[71]
1938년에 구조가 밝혀졌다.[72]
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